CN220081513U - 一种用于增压器的涡壳导流结构、增压器总成及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于车辆零部件技术领域，具体涉及一种用于增压器的涡壳导流结构、增压器总成及车辆，包括涡轮总成、固定喷嘴环和涡壳，所述固定喷嘴环装配在涡轮总成和涡壳之间，所述固定喷嘴环包括底座和导流叶片，所述导流叶片均匀分布的连接在底座上，相邻两个所述导流叶片与涡轮总成呈锐角。其目的是：在不会过于增加现有增压器涡端体积及额外控制系统的情况下，通过改变涡轮气流攻角达到改变涡壳面积直径比的效果，从而达到提升增压器涡端在发动机主要工作区域内的效率的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆零部件技术领域，具体涉及一种用于增压器的涡壳导流结构、增压器总成及车辆。
背景技术
废气涡轮增压器，利用发动机排出的700-900摄氏度的高温废气，驱动涡轮机中的涡轮旋转，涡轮轴带动压气机中的叶轮高速旋转，以离心的方式压缩空气，提高发动机的进气密度到2-3个大气压。从而给发动机喷更多的燃油，达到提高发动机自身功率的目的。
中国专利：CN201510144983.0，其公开了一种涡轮增压器及汽车，该涡轮增压器，包括依次固定连接的涡轮机壳、中间壳体和压气机壳，所述中间壳体的轴孔内设有增压器轴，所述增压器轴的一端设有涡轮机叶轮，另一端设有压气机叶轮，所述涡轮机叶轮位于所述涡轮机壳内，所述压气机叶轮位于所述压气机壳内。然而，在该增压器存在以下问题：该增压器涡壳性能方案确认后，其涡端对应的高效区域就已经确定无法更改，且无法兼顾高速区域及低速区域的效率。
中国专利：CN201510207413.1，其公开了一种带可变叶片涡轮喷嘴的涡轮增压器，并公开了一种类型的可变几何形状机构采用布置在涡轮机喷嘴中的一排可动叶片，通过它们，废气被供应给涡轮机叶轮。这些叶片能够围绕各自的枢转轴线进行枢转从而改变废气流进入涡轮机叶轮的有效流动面积和流动方向。然而，在该增压器固定喷嘴环存在以下问题：该固定喷嘴环叶片需要根据整机运行状况，需要时刻调整叶片角度，需要额外的控制器和执行机构，会极大的增加增压器的成本，同时也会增加增压器的体积和重量，在有限的空间，不利于增压器的布置及安装。
实用新型内容
本实用新型的目的是：旨在提供一种用于增压器的涡壳导流结构、增压器总成及车辆，在不会过于增加现有增压器涡端体积及额外控制系统的情况下，通过改变涡轮气流攻角达到改变涡壳面积直径比的效果，从而达到提升增压器涡端在发动机主要工作区域内的效率的目的。
为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于增压器的涡壳导流结构，包括涡轮总成、固定喷嘴环和涡壳，所述固定喷嘴环装配在涡轮总成和涡壳之间，所述固定喷嘴环包括底座和导流叶片，所述导流叶片均匀分布的连接在底座上，相邻两个所述导流叶片与涡轮总成呈锐角。
在上述方案的基础上，本申请还进行了以下改进：
进一步，相邻两个所述导流叶片之间的流道宽度尺寸为4.5-5mm。
进一步，相邻两个所述导流叶片与涡轮总成之间的角度为20-30°。
进一步，所述导流叶片的外圆直径为59-60mm，所述导流叶片的内圆直径为46-48mm。
进一步，所述导流叶片的长度尺寸为6-8mm，所述固定喷嘴环的长度尺寸为12-14mm。
进一步，所述涡轮总成包括中间壳、固定销和涡轮，所述固定销固定连接在中间壳上，所述涡轮设置在中间壳的中部，所述固定喷嘴环与涡轮的轴线相同，所述底座上具有卡槽。
进一步，所述底座与固定销卡接，所述固定喷嘴环与中间壳之间还装配有C形弹簧。
本申请还公开了一种增压器总成，包括如上述所述的用于增压器的涡壳导流结构。
本申请还公开了一种车辆，包括车辆主体和上述所述的增压器总成。
采用上述技术方案的实用新型，具有如下优点：
通过将导流叶片固定不动与涡轮形成一定角度，用于对废气进行导流，且通过对导流叶片之间的流通宽度以及相邻两个导流叶片与涡轮之间的角度，使废气通过时，能够通过改变气流攻角达到改变涡壳面积直径比的效果，从而达到提升增压器涡端在发动机主要工作区域内的效率的目的；且通过对固定喷嘴环本身的调整，不会过于增加现有增压器涡端体积及额外控制系统。
附图说明
本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本实用新型一种用于增压器的涡壳导流结构实施例的拆分结构示意图；
图2为本实用新型一种用于增压器的涡壳导流结构实施例中固定喷嘴环的结构示意图之一；
图3为本实用新型一种用于增压器的涡壳导流结构实施例中固定喷嘴环的结构示意图之二；
图4为本实用新型一种用于增压器的涡壳导流结构实施例的速度三角形的示意图；
图5为本实用新型一种用于增压器的涡壳导流结构的装配结构示意图；
主要元件符号说明如下：
中间壳1、固定销2、涡轮3、C形弹簧4、固定喷嘴环5、底座51、导流叶片52。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本实用新型的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制，为了更好地说明本实用新型的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语的具体含义，且在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1～5所示，本申请实施例提供了一种用于增压器的涡壳导流结构，包括涡轮总成、固定喷嘴环5和涡壳6，固定喷嘴环5固定装配在涡轮总成和涡壳6之间，用于对废气的导流。
在本实施例中，如图1-3所示，固定喷嘴环5包括底座51和导流叶片52，导流叶片52均匀分布的连接在底座51上，相邻两个导流叶片52与涡轮总成呈锐角。在对废气进行导流时，通过改变涡轮气流攻角达到改变涡壳6面积直径比的效果，从而达到提升增压器涡端在发动机主要工作区域内的效率的目的，经过GT-POWER模拟仿真计算，使用本申请的固定喷嘴环结构的增压器比普通增压器涡端效率提升2％-3％，且不会过于增加现有增压器涡端体积及额外控制系统，成本更低。
在本实施例中，如图2-3所示，底座51和导流叶片52通过数控铣床一体加工成型，简单可靠，精度高。导流叶片52的外圆直径为59-60mm，优选为59.1mm，导流叶片52的内圆直径为46-48mm，优选为47mm。导流叶片52的长度尺寸为6-8mm，优选为7mm，固定喷嘴环5的长度尺寸为12-14mm，优选为13mm。通过对固定喷嘴环5中导流叶片52以及整体的尺寸控制，不会过大的增加增压器涡端的体积及重量。
在本实施例中，底座51的截面呈台阶状，底座台阶高度差为1mm，底座51的整体直径为62mm，台阶处的直径为61mm，有利于导流叶片52的外圆直径、内圆直径的控制以及底座51的装配。
在本实施例中，如图3所示，相邻两个导流叶片52之间的流道宽度尺寸为4.5-5mm，优选为4.7mm，相邻两个导流叶片52与涡轮总成之间的角度为20-30°，优选为25°，即相邻两个导流叶片52与涡轮总成在轴线上的夹角为25°，在25°的夹角以及4.7mm的流道宽度下，对废气进行导流时，能够改变涡壳面积直径比，使涡端的废气以最高效的角度驱动涡轮旋转，比普通增压器涡端效率提升2％-3％。
需要说明的是：在对废气进行导流时，构成速度三角形，如图4所示，本实施例中，OA段表示绝对速度，OB段表示径向速度，AB段表示切向速度，OA段被本实施例中的固定喷嘴环5改变，OB段不变，其中，m是流量，A是截面面积，d涡轮直径，R是截面中心到旋转中心的距离，即本实施例中，通过改变相邻两个导流叶片52与涡轮总成之间的夹角以及改变相邻两个导流叶片52之间的流道宽度尺寸，来改变截面面积，从而能够改变涡壳面积直径比。
在本实施例中，如图1所示，涡轮总成包括中间壳1、固定销2和涡轮3，固定销2固定连接在中间壳1上，涡轮3装配在中间壳1的中部，底座51上具有卡槽，卡槽与固定销2卡接，将固定喷嘴环5固定安装在中间壳1上，使固定喷嘴环5与涡轮的轴线相同。
在本实施例中，底座51与中间壳1之间还装配有C形弹簧4，C形弹簧4装配在底座51的台阶处，用于为固定喷嘴环5提供轴线的承载。
本申请实施例还提供了一种增压器总成，包括如上述实施例中的用于增压器的涡壳导流结构。通过在增压器总成中采用上述实施例中的涡壳导流结构，能够在不过于增加增压器涡端体积及额外控制系统的情况下，使涡端的废气以最高效的角度驱动涡轮旋转，提升增压器涡端在发动机主要工作区域内的效率。
本申请实施例还提供了一种车辆，包括车辆主体和上述实施例中的增压器总成。
通过在车辆中采用上述实施例的增压器总成，能够有效提高发动机的工作效率，使车辆的体验感更佳。
以上对本实用新型提供的一种用于增压器的涡壳导流结构、增压器总成及车辆进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于增压器的涡壳导流结构，包括涡轮总成、固定喷嘴环(5)和涡壳(6)，其特征在于：所述固定喷嘴环(5)装配在涡轮总成和涡壳(6)之间，所述固定喷嘴环(5)包括底座(51)和导流叶片(52)，所述导流叶片(52)均匀分布的连接在底座(51)上，相邻两个所述导流叶片(52)与涡轮总成呈锐角。
2.根据权利要求1所述的一种用于增压器的涡壳导流结构，其特征在于：相邻两个所述导流叶片(52)之间的流道宽度尺寸为4.5-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于增压器的涡壳导流结构，其特征在于：相邻两个所述导流叶片(52)与涡轮总成之间的角度为20-30°。
4.根据权利要求1所述的一种用于增压器的涡壳导流结构，其特征在于：所述导流叶片(52)的外圆直径为59-60mm，所述导流叶片(52)的内圆直径为46-48mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于增压器的涡壳导流结构，其特征在于：所述导流叶片(52)的长度尺寸为6-8mm，所述固定喷嘴环(5)的长度尺寸为12-14mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于增压器的涡壳导流结构，其特征在于：所述涡轮总成包括中间壳(1)、固定销(2)和涡轮(3)，所述固定销(2)固定连接在中间壳(1)上，所述涡轮(3)设置在中间壳(1)的中部，所述固定喷嘴环(5)与涡轮(3)的轴线相同，所述底座(51)上具有卡槽。
7.根据权利要求6所述的一种用于增压器的涡壳导流结构，其特征在于：所述底座(51)与固定销(2)卡接，所述固定喷嘴环(5)与中间壳(1)之间还装配有C形弹簧(4)。
8.一种增压器总成，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的用于增压器的涡壳导流结构。
9.一种车辆，其特征在于：包括车辆主体和权利要求8所述的增压器总成。
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